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專項訓練(五)　伏安法測電阻、電功率 (限時:25分鐘) 1.小亮用“伏安法”測小燈泡的電阻,小燈泡額定電壓是2.5 V,電源電壓4.5 V。 (1)請用筆畫線代替導線,將圖ZX5-1甲所示的實物電路連接完整。 圖ZX5-1 (2)在連接電路時,開關應　　　　　,滑動變阻器滑片P應位于　　　(選填“A”或“B”)端。 (3)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P,當電壓表的示數(shù)為2.5 V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡的電阻約為　　　　Ω(保留一位小數(shù));他把多次測量的電流值和電壓值繪制成I-U圖像,發(fā)現(xiàn)I-U圖線是一條曲線,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)如果還想測量額定電壓為3.8 V的小燈泡正常發(fā)光時的電阻,但是電壓表的15 V量程已經(jīng)損壞,在不改變原器材的情況下,你的辦法是　。 2.如圖ZX5-2甲所示是林紅同學連接的測電阻R阻值的電路。 圖ZX5-2 (1)圖甲電路中有一根導線連接錯了,請你在接錯的導線上打“”,并畫出正確的連線。 (2)在圖乙所示的虛線框內(nèi)畫出對應的電路圖。 (3)伏安法測電阻的原理是　　　　　　　。 (4)當滑片P在某點時,電壓表的示數(shù)是3.4 V,電流表示數(shù)如圖丙所示,則被測電阻R的阻值是　　　　Ω。 (5)若閉合開關后發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),電壓表指針沒有偏轉(zhuǎn),該故障的原因是　　　　。 A.電阻R接線短路 B.電阻R接線斷路 C.電源接觸不良 D.電流表接線短路 (6)林紅同學又做了“測量小燈泡電阻”的實驗,分別記下了多組對應的電壓表和電流表示數(shù),并繪制了U-I圖像,如圖丁所示。根據(jù)圖像信息得知,當加在燈泡兩端的電壓為1.5 V時,小燈泡的電阻是　　　　Ω。根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn):小燈泡兩端的電壓不同時,燈絲的電阻不同,你認為原因可能是　　　　　　　　　　　　。 3.林紅同學用如圖ZX5-3甲所示的電路來測量一未知電阻Rx的阻值。 圖ZX5-3 (1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中實物圖連接完整。(使滑片向左移動時,電流表示數(shù)變大) (2)閉合開關后,當滑動電阻器的滑片向左移動到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1.2 V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則I=　　　　A,Rx=　　　Ω。 (3)林紅同學又設計了如圖丙所示的測量電路,同樣可以測量未知電阻Rx阻值,其中R0是定值電阻。請在下列空格內(nèi)把實驗步驟補充完整。 ①　　　　　　　　,用電壓表測出電源電壓U; ②　　　　　　　　　　　,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U1; ③用測量值U和U1、已知量R0表示,Rx=　　　。 4.[xx江西]某市中考實驗操作考試時,實驗員為了讓同學們做“探究小燈泡的額定電功率”這一實驗,準備了以下器材:額定電壓為2.5 V的小燈泡(正常發(fā)光時電阻約為10 Ω),規(guī)格為“10 Ω　1 A”的滑動變阻器,新干電池4節(jié),開關、電流表、電壓表各一個,導線若干。 (1)請你用筆畫線代替導線,將圖ZX5-4甲所示的電路連接完整。 圖ZX5-4 (2)在閉合開關前,應將滑片P移到最　　　　(選填“左”或“右”)端。 (3)在圖乙的虛線框內(nèi)畫出對應的電路圖。 (4)經(jīng)檢查,電路連接無誤,各元件完好。閉合開關后,無論怎樣移動滑片P,電壓表的示數(shù)都調(diào)不到2.5 V,存在這種問題的原因是　　　　　　　　　　,讓小燈泡正常發(fā)光最簡便的方法是　　　　　　　　　　。 (5)解決上述問題后,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5 V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率是　　　　W。 5.小華同學在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,所用電源電壓恒為3 V,小燈泡上標有“2.5 V”字樣。 (1)請用筆畫線代替導線,將圖ZX5-5中的實物電路圖連接完整。 圖ZX5-5 (2)在連接電路時,開關始終是　　　　(選填“斷開”或“閉合”)的,在閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移動到最　　　　(選填“右”或“左”)端。 (3)閉合開關后小華進行了4次實驗,并將有關數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在下表中。 實驗 次數(shù) 電壓 U/V 電流 I/A 實際電功 率P/W 發(fā)光 情況 1 0.5 0.10 0.05 不亮 2 1.5 0.20 0.30 偏暗 3 2.5 0.30 明亮 4 2.8 0.32 0.896 很亮 表中第1次實驗時小燈泡不亮的原因是燈泡實際功率　　　　(選填“太大”或“太小”)。 (4)分析上表中數(shù)據(jù)可知該小燈泡的額定功率為　　　　W,實驗得出的結論是:小燈泡的實際功率　　　　,燈泡越亮。 6.如圖ZX5-6甲所示是林紅同學測量標有“3.8 V”字樣的小燈泡額定功率的電路圖。 圖ZX5-6 (1)林紅連接電路時,開關應處于　　　　狀態(tài),滑動變阻器的滑片應移到最　　　　端。 (2)閉合開關發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),但電壓表有示數(shù),則發(fā)生的電路故障為　。 (3)當電壓表示數(shù)為3.8 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,是　　　　A,由此可得,小燈泡的額定功率為　　　　W。 (4)在實驗中,林紅同學把電流表與電壓表的位置互換,閉合開關后造成　　　　。 A.電流表被燒壞 B.電壓表被燒壞 C.小燈泡被燒壞 D.小燈泡不亮 (5)實驗中林紅的電流表損壞了,實驗室沒有電流表可換,林紅用一個已知阻值為R0的定值電阻和若干個開關,重新設計了如圖丙所示的電路,在不改變該電路連接的情況下,也能正確測出小燈泡的額定功率。林紅正確連接電路后,接下來的實驗步驟是: ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ②保持滑片位置不動,斷開開關S1,閉合開關S、S2,記下電壓表的示數(shù)為U2; ③小燈泡的額定功率的表達式為P=　　　　　　。 參考答案 1.(1)如圖所示 (2)斷開　A　(3)10.4　燈絲的電阻與溫度有關 (4)把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端 2.(1)如圖所示 (2)如圖所示 (3)R=UI　(4)2　(5)A　(6)10　燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 3.(1)如圖所示 (2)0.3　4 (3)①閉合開關S、S1?、陂]合開關S、斷開S1?、踀1R0U-U1 [解析] (3)①閉合開關S、S1,用電壓表測出電源的電壓U; ②閉合開關S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1; ③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和, 則R0兩端的電壓U0=U-U1, 因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,I=U0R0=UxRx,即U-U1R0=U1Rx,解得Rx=U1R0U-U1。 4.(1)如圖所示 (2)右　(3)如圖所示 (4)電源電壓過大　減少1節(jié)干電池 (5)0.5 [解析] (1)測小燈泡的額定電功率的實驗中,電壓表應與燈泡并聯(lián)測其兩端電壓,電流表與燈泡串聯(lián)測其電流,小燈泡的額定電壓為2.5 V,所以電壓表使用0~3 V量程;燈泡正常發(fā)光時的電流約為I=UR=2.5V10Ω=0.25 A,所以電流表使用0~0.6 A量程。 (2)為了保護電路,在閉合開關前,應將滑片P移到最大阻值處,由題甲圖可知滑片應滑到最右端。 (4)4節(jié)新干電池串聯(lián)組成電源,電源電壓為6 V,滑動變阻器的最大阻值為10 Ω,小燈泡正常發(fā)光時電阻約為10 Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,當滑動變阻器連入電路的阻值最大時,燈泡兩端電壓最小為3 V,所以無論怎樣移動滑片P,電壓表的示數(shù)都調(diào)不到2.5 V。讓小燈泡正常發(fā)光最簡便的方法是減少1節(jié)干電池(減小電源電壓)。 (5)由題圖丙知,電流表量程0~0.6 A,分度值0.02 A,燈泡正常發(fā)光時的電流為0.2 A,所以燈泡的額定功率P=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W。 5.(1)如圖所示 (2)斷開　左　(3)太小　(4)0.75　越大 [解析] (3)由表中數(shù)據(jù)知,第1次實驗中,燈泡兩端電壓為0.5 V,通過燈泡的電流為0.10 A,電表都有示數(shù),說明電路沒有斷路發(fā)生;小燈泡不亮的原因是:滑動變阻器接入電路的阻值太大,通過小燈泡的電流太小,小燈泡的實際功率太小。 (4)小燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光,由表格第3次實驗知,小燈泡兩端電壓為2.5 V時,通過小燈泡的電流為0.30 A,小燈泡的額定功率P=UI=2.5 V0.30 A=0.75 W;根據(jù)實驗數(shù)據(jù)中實際功率與亮度對應關系可知:小燈泡的實際功率越大,燈泡越亮。 6.(1)斷開　左　(2)燈泡斷路　(3)0.3　1.14(4)D (5)①閉合開關S和S1,斷開S2,移動滑片至某一位置,使電壓表示數(shù)為3.8 V ③3.8 VU2-3.8VR0